Несколько беспокойств по поводу указателя

Question

Я прочитал несколько тем об указателях на веб-сайтах и ​​PDF в Интернете. Но есть много вещей, которые я не могу до конца понять до сих пор:

В PDF было написано, что двумерный массив, имеющий 10 строк и 20 столбцов, может быть объявлен как int (*ary)[20] вместо int array[10][20]

Они объясняют:

"ary определяется как указатель на группу смежных, одномерные 20-элементные целочисленные массивы. "

На многих веб-сайтах в Интернете они просто говорят, что int (*ary)[20] является объявлением для указателя, который указывает на массив из 20 целых чисел.

Answer 1

int array[10][20] - это массив из 10 элементов, каждый элемент - это массив из 20 целых чисел.Или, если хотите: это двумерный массив 10x20 int.

int (*ptr)[20] - указатель массива на массив из 20 целых чисел.Он не выделяет никакой памяти для массива, но может указывать на единицу.

Если вы пишете

int array[10][20];
int (*ptr)[20] = array;

, то array "разлагается" в указатель на первый элемент.Первый элемент int [10][20] - это int[20].И int (*ptr)[20] - указатель на такой элемент, так что это нормально.

Возможно, вы путаете это для динамического выделения 2D-массива, что можно сделать так:

int (*ptr)[20] = malloc( sizeof(int[10][20]) );

Здесь ptr указывает на первый элемент (int[20]) массива int[10][20].

Answer 2

Вы просто должны учитывать, что ary является указателем на его первый элемент .Помните, что синтаксис ary[index] эквивалентен *(ary + index), он поможет вам понять, как он работает.

Answer 3

Это массивы:

int a[10];
int b[10][20];

Это указатели:

int *p1;
int (*p2)[20];

Они разные.Они не одинаковы.

Однако, даже если они разные, вы можете сделать это:

p1 = a;
p2 = b;

Теперь p1 указывает на a и p2 указываетв b.

Когда вы сказали p1 = a, это была стенография.Как будто вы написали

p1 = &a[0];

Строго говоря, p1 указывает на первый элемент a.Точно так же p2 = b подобен p2 = &b[0] и делает точку p2 на первом элементе b.Однако, поскольку b - это массив массивов, первый элемент b - это массив из 20 дюймов.

Кроме того, если вы передаете a и b функции, например, так:

f(a, b);

как должно выглядеть определение функции?Оказывается, есть два способа взглянуть на это.Вы можете объявить

void f(int a[], int b[20][]) { ... }

, что делает параметры f похожими на то, что, по вашему мнению, вы передаете.Но оказывается, что на самом деле передаются указатели, поэтому f также может быть объявлено следующим образом:

void f(int *a, int (*b)[20]) { ... }

В любом случае, именно поэтому на этой странице вы предполагали, что междумассив int a[10][20] и указатель int (*p2)[20].Существует «какая-то эквивалентность», но это не значит, что они одного типа.(Вовсе нет. По этой причине большинство людей предпочитают больше не использовать слово «эквивалентность» в этом контексте.)

Answer 4

декларации

int (*ary)[20];

и

int ary[10][20];

очень разные. Первый действительно объявляет указатель на массив из 20 int элементов. Второй объявляет массив из 10 массивов из 20 int элементов.

---

Следует помнить, что массив естественным образом распадается на указатель на свой первый элемент.

Для простого массива, подобного

int simple_array[10];

, затем использование простого simple_array в выражении аналогично &simple_array[0], а тип выражения - int *.

Теперь для массива массивов

int complex_array[10][20];

если вы используете complex_array в выражении, оно все еще приводит к указателю на его первый элемент, то есть &complex_array[0]. Теперь разница составляет тип выражения: &complex_array[0] (или простой эквивалент complex_array) равен int (*)[20].

С помощью этой информации вы можете легко создать указатель на complex_array и указать ему первый элемент complex_array:

int (*complex_array_pointer)[20];

// Make complex_array_pointer point to the first element of complex_array
// i.e. make complex_array_pointer point to complex_array[0]
complex_array_pointer = complex_array;

Answer 5

Главное, чтобы понять, что C не имеет ничего, кроме одномерных массивов. Да, двумерные массивы (например, матрицы) на самом деле не существуют в C.

Однако массив имеет элементы одинакового размера (как указано sizeof) и типа. Таким образом, вы можете иметь массивы чисел, массивы указателей, массивы struct -s и даже массивы массивов (например, целых чисел).

Таким образом, злоупотребляя, вы можете сказать, что массив массивов является матрицей (поэтому некоторые люди утверждают, что двумерные массивы существуют в C. Я чувствую, что это преувеличение). Но это (например, что-то объявленное как int a[10][20];) действительно сохраняет одномерный массив (из 10 элементов каждый является массивом) из одномерных массивов (из 20 целых чисел). И во многих случаях полезен массив указателей (например, массивы «строк»).

Интересной особенностью в C99 (или более поздней версии) является гибкий элемент массива s. При этом вы можете грамотно определить свой собственный Matrix абстрактный тип данных , используемый как непрозрачный указатель (см. этот ответ для некоторого кода).

Во многих случаях (особенно когда вы присваиваете массив - по праву присваивания - некоторому lvalue, например, переменной, или передаете массив в качестве аргумента некоторой функции), массивы распадаются на указатели. Но их sizeof и тип разные.

Посмотрите на некоторый C эталонный сайт (и намного позже, на стандарт n1570 C, например, §6.5.2.1 Подписка на массив ). Читать Как отлаживать небольшие программы

Кстати, так называемые двумерные массивы в C, такие как int a[10][20];, редко нужны в C (если вы не специализируетесь на численных вычислениях на матрицах фиксированных измерений, известных во время компиляции; я полагаю, что разработчики игр может использовать тип как typedef double transform3Dmatrix_ty[3][3]; довольно часто). За более чем 30-летний опыт программирования я почти никогда не использовал 2D-массивы.

Я не претендую на то, чтобы научить вас С в нескольких параграфах. Вы найдете много хороших книг (и несколько очень плохих).